[发明专利]棱镜式AR显示装置

说明书

本发明提供一种棱镜式AR显示装置，其中，装置包括：沿第一轴依次排列的LCOS显示芯片、偏振分光棱镜PBS、双胶合透镜、第一单透镜以及分光棱镜，以及设于与所述第一轴垂直的第二轴上，且靠近所述PBS的LCOS照明设备；其中，所述双胶合透镜中的负透镜靠近所述PBS，正透镜靠近所述第一单透镜；所述分光棱镜的第一入光面靠近所述第一单透镜，且光轴与所述第一单透镜的光轴重合；所述分光棱镜的第二入光面的光轴与所述第一入光面的光轴垂直且所述第二入光面与第一出光面相对。本发明提供的棱镜式AR显示装置，在使得人眼观看到虚实混叠图像的同时，降低了虚拟图像的色差。

技术领域

本发明涉及AR技术领域，尤其涉及一种棱镜式AR显示装置。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术。这种技术将虚拟信息叠加到真实世界的场景中，实现真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成。

为保证用户能够看到混叠后的虚拟图像和真实世界的景物图像，AR技术需要用到成像技术以及分光合光技术。在现有的棱镜式AR显示装置中，成像光路与分光合光光路由一个分光棱镜实现。这种显示装置使得人眼看到的虚拟图像存在较大的色差，清晰度差。

发明内容

本发明的多个方面提供一种棱镜式AR显示装置，用以降低虚拟图像的色差，提升人眼看到的混叠图像的清晰度。

本发明提供一种棱镜式AR显示装置：

沿第一轴依次排列的LCOS显示芯片、偏振分光棱镜PBS、双胶合透镜、第一单透镜以及分光棱镜，以及设于与所述第一轴垂直的第二轴上，且靠近所述PBS的LCOS照明设备；

其中，所述双胶合透镜包括正透镜以及负透镜，所述负透镜靠近所述PBS，所述正透镜靠近所述第一单透镜；

所述分光棱镜的第一入光面靠近所述第一单透镜，且光轴与所述第一单透镜的光轴重合；所述分光棱镜的第二入光面的光轴与所述第一入光面的光轴垂直且所述第二入光面与第一出光面相对；

所述LCOS照明设备用于照明所述LCOS显示芯片，以使所述LCOS显示芯片发出虚拟图像光；所述LCOS显示芯片发出的虚拟图像光，经所述PBS透射以及所述双胶合透镜折射后进入所述第一单透镜，经所述第一单透镜折射入所述分光棱镜，在所述分光棱镜的第一入光面上，与来自所述分光棱镜的第二入光面的环境光进行合光后从所述分光棱镜的第一出光面透射至人眼。

进一步可选地，所述第一单透镜为正透镜。

进一步可选地，所述第一入光面和/或所述第二入光面镀有增透膜。

进一步可选地，还包括：偏振元件；

所述偏振元件位于所述分光棱镜的第二出光面的出光侧，且所述偏振元件的偏振方向与所述PBS的偏振方向垂直；所述第二出光面与所述第一入光面相对。

进一步可选地，所述第一入光面和/或所述第二入光面为凹面。

进一步可选地，所述分光棱镜包括：依次排列的第一棱镜以及第二棱镜；

所述第一棱镜的斜棱面与所述第二棱镜的斜棱面胶合，且胶合面上镀有半透半反介质膜以形成所述分光棱镜的分光面；

所述第一棱镜上靠近所述第一单透镜，且光轴与所述第一单透镜的光轴重合的面为所述第一入光面；

所述第一棱镜上，光轴与所述第一单透镜的光轴垂直的面为所述第一出光面；

所述第二棱镜上，光轴与所述第一单透镜的光轴垂直的面为所述第二入光面。

进一步可选地，所述分光棱镜包括：依次排列的第二棱镜以及第一棱镜；